Во океанските бранови има огромна количина на енергија, само треба да најдеме начин да ја искористиме повеќе. Ново истражување објаснува како поставување на жироскоп на површината на водата би можел да постигне значително зголемување на ефикасноста, објави „Сајенс алерт“ (Science Alert).

Истражувањето, спроведено од Такахито Ида од Одделот за поморска архитектура и океанско инженерство на Универзитетот во Осака во Јапонија, се базира на теоретско моделирање на жироскопски конвертор на бранова енергија (GWEC).

Таквото моделирање би се состоело од пловечко тело со вртежен замаец (тркало што служи за складирање на кинетичка енергија) монтиран внатре, поврзан со генератор, способен да произведува електрична енергија со движењето на брановите – дури и кога тие бранови ја менуваат силата и насоката.

Овие уреди претходно биле тестирани како начини за отклучување на брановата енергија, но тешко достигале практични нивоа на ефикасност поради варијабилноста на брановите од ден на ден. Ова ново истражување сугерира дека уредите имаат потенцијал да работат многу подобро ако се имплементираат на правилен начин.

– Уредите за бранова енергија честопати „се борат“ бидејќи условите на океанот постојано се менуваат. Сепак, жироскопскиот систем може да се контролира на начин што одржува висока апсорпција на енергија, дури и кога фреквенциите на брановите варираат – рекол Ида.

Клучната иновација што е наведена овде е употребата на линеарна теорија на бранови за пресметување на интеракциите помеѓу брановите, жироскопот и лебдечката структура во која се наоѓа. Оттаму, Ида бил во можност да ја пресмета оптималната конфигурација за поставување за таква машина.

Со фино подесување на брзината на ротација на замаецот што се врти и отпорот на генераторот во жироскопот за да одговараат на условите на бранот, овие уреди треба да можат да достигнат максимална ефикасност од 50 отсто, претворајќи до половина од енергијата на бранот во електрична енергија, во теорија.

– Ова ограничување на ефикасноста е фундаментално ограничување во теоријата на енергијата на брановите. Она што е возбудливо е што сега знаеме дека може да се достигне преку широкопојасни фреквенции, а не само во една резонантна состојба – додал Ида.

Со други зборови, прецесијата на жироскопот (начинот на кој надворешните сили го туркаат ротирачкиот објект) може да се подеси да остане блиску до нивото на ефикасност од 50 отсто, дури и кога се менуваат условите на бранот.

Иако оваа конкретна студија не вклучува никакво тестирање на вода во реалниот свет, компјутерските симулации биле користени и за двојно проверување на работата и за испитување на мноштво фреквенции и бранови должини на брановите и како би можел да реагира жироскопот.

Овие симулации се совпаднале со претходните математички пресметки, но брановите се неверојатно сложени и тешки за симулирање со користење на равенки, па затоа постојат некои ограничувања во пресметките.

Кога Ида го моделирал работењето на жироскопот со нерамни бранови, повеќе како оние во океанот, тој открил дека уредот станува помалку ефикасен во поголеми бранови, иако сè уште може да извлече пристојна количина на енергија во одредени услови.

Освен што користат претежно идеализирани услови на бранови, овие пресметки не ја земаат предвид цената на енергијата за самото работење на жироскопот.

Ова е прв чекор во обидот да се процени одржливоста на овој вид на фаќање на енергијата на брановите.

Сепак, дури и со оглед на овие ограничувања, студијата нуди вистинско охрабрување дека жироскопите имаат потенцијал во оваа област. Ида, исто така, забележува дека другите дизајни на машини, оние што се асиметрични, потенцијално би можеле да одат над таа граница на ефикасност од 50 отсто, иако тоа останува да се види.

Следниот чекор е да се направи одредено тестирање на физиката што е теоретизирана овде, а тоа веќе се планира. Во не толку далечна иднина, лебдечките жироскопи би можеле да дадат значаен придонес во билансот на зелената енергија на нашата планета.

– Во идната работа, ќе се спроведат тестови на модели за да се потврди предложената теорија. Покрај тоа, ќе истражиме оптимални стратегии за контрола – напишал Ида во својот објавен труд.

Истражувањето е објавено во „Весникот за механика на флуиди“ (Journal of Fluid Mechanics).